陳健洪

摘 要：主要介紹了遠(yuǎn)方抄表系統(tǒng)的定義、組成和功能，分析、討論了遠(yuǎn)方抄表系統(tǒng)中的RS-485系統(tǒng)和GPRS系統(tǒng)在電力負(fù)荷管理應(yīng)用中存在的問題，并提出了相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)方抄表；RS-485；GPRS；電力負(fù)荷管理

中圖分類號：TM769 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.03.108

目前，電力負(fù)荷管理系統(tǒng)主要集中開發(fā)綜合數(shù)據(jù)的采集和分析，以滿足電力市場用電管理的要求，而遠(yuǎn)方抄表又是電力負(fù)荷管理中最基本和最主要的功能。

1 遠(yuǎn)方抄表

1.1 遠(yuǎn)方抄表系統(tǒng)的定義

遠(yuǎn)方抄表系統(tǒng)是自動(dòng)抄表技術(shù)+通信系統(tǒng)形成的一種自動(dòng)檢測系統(tǒng)。遠(yuǎn)方抄表屬于電力負(fù)荷管理系統(tǒng)中的功能型子系統(tǒng)，能將用戶端的電能計(jì)算值通過通信技術(shù)傳送至測控中心，且能自動(dòng)歸納、分析和處理接收到的計(jì)量信息，并計(jì)算費(fèi)用。

1.2 系統(tǒng)的組成和功能

系統(tǒng)的組成部分包括具有自動(dòng)抄表功能的電能表、抄表集中器、交換機(jī)、遠(yuǎn)方抄表計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和通信系統(tǒng)。其主要功能有以下5種：①正確識別電表上顯示的數(shù)值，并將數(shù)值傳送到測控中心。②測控中心可直接抄讀現(xiàn)場用戶的電表書，還可批量或有選擇性地抄讀，并自動(dòng)保存抄讀的歷史數(shù)據(jù)。③對抄收到的電表數(shù)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、計(jì)費(fèi)和雙地址存儲(chǔ)，并建立詳細(xì)的用戶用電檔案。④進(jìn)行現(xiàn)場或遠(yuǎn)程用電校對，快速查詢用戶的用電量。⑤對電表數(shù)值進(jìn)行分段式抄讀、分時(shí)計(jì)費(fèi)，可實(shí)現(xiàn)在電網(wǎng)負(fù)載峰谷時(shí)段的峰谷電價(jià)計(jì)費(fèi)。

2 RS-485系統(tǒng)中存在的問題和解決辦法

2.1 在電力負(fù)荷管理應(yīng)用中存在的問題

負(fù)控終端與多功能電能表之間多采用RS-485系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了平衡發(fā)送和差分接收，具有較好的抑制共模干擾的能力，且靈敏度較高。但RS-485總線在適應(yīng)性、抗干擾和通信效率方面存在不足，一旦細(xì)節(jié)處理不當(dāng)，就會(huì)造成通信的失敗。RS-485通信時(shí)主要存在的問題有以下6點(diǎn)。

2.1.1 數(shù)據(jù)收發(fā)時(shí)序混亂

RS-485的總線采用半雙工的通信方式，收、發(fā)不能同時(shí)進(jìn)行，從數(shù)據(jù)發(fā)送完成到數(shù)據(jù)的接收會(huì)存在一定的延時(shí)。比如，在一些電能表延時(shí)不足的情況下，當(dāng)主站發(fā)送請求命令時(shí)未回到接收狀態(tài)，電能表已經(jīng)完成了碼字的發(fā)送時(shí)，將導(dǎo)致通信失敗。

2.1.2 對幀的起始符判斷錯(cuò)誤

RS-485采用數(shù)字異步的通信方式，接收時(shí)可能無法準(zhǔn)確判斷哪一個(gè)字節(jié)是從哪一幀數(shù)據(jù)的開始，而判斷不按照T645中的68H依據(jù)進(jìn)行時(shí)，接收到的數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)生同步錯(cuò)誤。此外，總線上還存在干擾信號，進(jìn)而導(dǎo)致485芯片持續(xù)接收雜亂數(shù)據(jù)。

2.1.3 奇偶校驗(yàn)位判斷、幀結(jié)束符不合理

RS-485在通信時(shí)，一般會(huì)對接收的數(shù)據(jù)按收、發(fā)雙方約定的奇偶校驗(yàn)位檢錯(cuò)，剔除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，并等待發(fā)送方重發(fā)。但如果軟件員在編程時(shí)，沒有根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)的長度和結(jié)束符“16H”及時(shí)結(jié)束數(shù)據(jù)并接受任務(wù)，則會(huì)造成通信失敗。

2.1.4 接口線路存在問題

在RS-485的實(shí)際應(yīng)用中，會(huì)對接口電路進(jìn)行保護(hù)、濾波，比如保護(hù)二極管、熱保險(xiǎn)絲和電容等，但有些措施可能存在一定的負(fù)面影響。

2.1.5 雷電和靜電造成的干擾

RS-485總線的傳輸線采用雙絞線，在雷雨季節(jié)，傳輸線常因雷電而引起瞬變干擾，進(jìn)而損壞RS-485的收發(fā)器。

2.1.6 傳輸線與阻抗不匹配

信號在傳輸線上傳送時(shí)，如果遇到阻抗，則會(huì)出現(xiàn)反射現(xiàn)象，進(jìn)而影響信號的遠(yuǎn)距離傳輸。

2.2 解決辦法

具體的解決辦法有以下5點(diǎn)：①選擇科學(xué)、合理的RS-485收發(fā)器。②需要對雷電進(jìn)行設(shè)防，選擇具有故障保護(hù)的器件，從而提高系統(tǒng)的可靠性。③對各站的串聯(lián)通信電氣接口與其他站進(jìn)行光電隔離；減少電輻射干擾和終端匹配不完善引起的反射；傳輸線應(yīng)與阻抗相匹配，以消除反射現(xiàn)象。④在安裝RS-485系統(tǒng)時(shí)，要單獨(dú)敷設(shè)傳輸線，使強(qiáng)信號與弱信號盡量相交，從而最大限度地降低電磁耦合。⑤合理布局網(wǎng)絡(luò)，保證信號的連續(xù)性，并完善保護(hù)措施。

3 GPRS系統(tǒng)中存在的問題和解決辦法

3.1 在電力負(fù)荷管理應(yīng)用中存在的問題

3.1.1 終端登錄主站困難

終端登錄主站困難的主要原因包括SIM卡本身的質(zhì)量問題、無GPRS通信功能、欠費(fèi)、終端APN參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤、終端處于串口通信狀態(tài)、GPRS模塊存在問題、模塊與終端接觸不良、安裝處的信號差、地址空間不足和網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)基站存在故障等。

3.1.2 登錄后常掉線

登錄后經(jīng)常掉線的原因有以下4點(diǎn)：①由于GPRS網(wǎng)絡(luò)信號的電平較低，導(dǎo)致終端登錄網(wǎng)絡(luò)困難。②如果GPRS設(shè)備與主站之間長時(shí)間沒有發(fā)生數(shù)據(jù)交換，則數(shù)傳鏈路會(huì)被網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的基站自動(dòng)掛斷。③由于GPRS終端的低溫性能不穩(wěn)定，導(dǎo)致高頻段下系統(tǒng)射頻部分不穩(wěn)定，進(jìn)而引發(fā)頻繁掉線。④GPRS終端存在質(zhì)量問題。這主要是因?yàn)镚PRS終端的生產(chǎn)制造工藝存在問題，或因無人看守而造成終端損壞等。

3.2 解決辦法

針對GPRS系統(tǒng)中存在的問題，可采取以下2種方法解決。

3.2.1 登錄主站困難的解決方法

應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室設(shè)置通信參數(shù)、安裝SIM卡，并將能順利登錄主站、安裝好SIM卡的終端送至安裝現(xiàn)場；要求供貨商提供具有統(tǒng)一規(guī)范接口的通信模塊備件。

3.2.2 掉線問題的解決方法

在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，應(yīng)保證網(wǎng)絡(luò)信號的強(qiáng)度能維持正常的網(wǎng)絡(luò)傳輸；終端應(yīng)確定合理的“心跳”時(shí)間，以保證終端與基站的持續(xù)性連接；在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)主站下發(fā)的通信參數(shù)修改“心跳”時(shí)間；制造廠應(yīng)對GPRS通信模塊進(jìn)行高低溫的試驗(yàn)，篩選在-25～70 ℃環(huán)境下可穩(wěn)定、可靠工作的通信模型；GPRS終端必須能自動(dòng)撥號，并在斷線后可自動(dòng)重?fù)?，且網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不穩(wěn)定時(shí)能自動(dòng)恢復(fù)通信。

4 結(jié)束語

遠(yuǎn)方抄表RS-485系統(tǒng)和GPRS系統(tǒng)在電力負(fù)荷管理中應(yīng)用是十分重要的，具有明顯的優(yōu)勢明顯。因此，需要加大對遠(yuǎn)方抄表系統(tǒng)的應(yīng)用，重視并及時(shí)解決系統(tǒng)應(yīng)用中存在的問題，從而有效推動(dòng)電力事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：張思楠〕